В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зонах смеси,
где происходит пиролиз молекул топлива. Если в процессе расширения в эти
зоны не поступит достаточное количество кислорода, то СН окажется в
составе ОГ.
Количество различных индивидуальных углеводородов, входящих в
эту группу токсичных веществ, превышает 200. В тех концентрациях, в
которых СН содержится в воздухе, например, в зонах с интенсивным
движением автотранспорта, они не приносят непосредственного вреда
здоровью человека, однако, могут вызывать реакции, которые ведут к
образованию соединений, вредных даже при незначительной концентрации.
Так, углеводороды под действием солнечных лучей могут
взаимодействовать с NОх, образуя биологически активные вещества,
которые раздражающе действуют на органы дыхательных путей и вызывают
появление так называемого смога.
Особое влияние оказывают выбросы бензола, толуола,
полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и в первую очередь
бензпирена (С
20
Н
12
). Эта группа высокотоксичных веществ образуется в
результате пиролиза легких и средних фракций топлива при температуре
600...700К. Такие условия возникают вблизи холодных поверхностей
цилиндра при наличии там несгоревших углеводородов. Количество ПАУ в
ОГ тем больше, чем выше концентрация в топливе бензола. ПАУ относится к
так называемым канцерогенным веществам, они не выводятся из организма
человека, а со временем накапливаются в нем, способствуя образованию
злокачественных опухолей.
Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий в основном из
углерода. Кроме углерода в саже содержится 1..3 % (по массе) водорода.
Сажа образуется при температуре выше 1500К в результате объемного
процесса термического разложения (пиролиза) при сильном недостатке
кислорода. Формально реакция пиролиза выражается уравнением:
С
n
Н
m
nС + 1/2 mН
2
. (18.1)
Начало образования сажи имеет место при ? меньше 0,3... 0,7 и зависит
от температуры и давления газов, а также от вида топлива. При одинаковом
количестве атомов углерода по степени увеличения склонности к
образованию сажи углеводороды располагаются следующим образом:
парафины, олефины, ароматики.
Наличие сажи в ОГ дизелей обуславливает черный дым на выпуске.
Сажа представляет собой механический загрязнитель носоглотки и
легких. Большая опасность связана со свойством сажи накапливать на
поверхности своих частиц канцерогенные вещества и служить их
переносчиком.
Сажа - не единственное твердое вещество, содержащееся в ОГ. Другие
твердые вещества образуются из содержащейся в дизельном топливе серы, а
также в виде аэрозолей масла и несгоревшего топлива. Все вещества,
которые оседают на специальном фильтре при прохождении через него ОГ,
получили общее название - частицы.